104国道改建工程旄儿港大桥钢板桩围堰施工方案-secret

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1、104国道湖州杨家埠至鹿山段改建工程第一合同段（K1+797.3旄儿港大桥）钢管桩围堰 施工方案杭州市交通工程集团有限公司 2023年9月13日钢管桩围堰施工方案一、工程概况旄儿港大桥中心里程为K1+797.3,桥跨布置为左幅(55+90+55)+3*30+(30+31+30)+(30+31+30)m，右幅(55+90+55)+（26.5+30+30）+(30+31+30)+(30+31+30)m，主跨采纳3跨变高度预应力砼连续箱梁，两侧引桥采纳55m先简支后连续部分预应力砼组合箱梁。下部结构为柱式墩台，基础为桩基础。二、施工方案的总体设计依据工地现场的实际状况、施工组织设计的总体工期支配，结

2、合我单位技术装备水平和现有设备、人员状况，我单位在旄儿港大桥施工中拟采纳如下施工方案：主桥墩的水中钻孔灌注桩采纳搭设水中固定平台施工方案，平台与岸边通过栈桥连接，最终类似于陆上钻孔作业。主桥墩水下承台、墩柱（身）采纳钢管桩围堰施工方案。主桥的1、2号主墩各打设一个水中钢管桩围堰，钢管桩围堰尺寸定为：单个主墩为55m32m。两个围堰的内侧距离河岸约18m，钢管桩选用德国拉森型，1#墩采纳长度为18m的钢管桩，同时考虑到2#墩地质因素，故2#墩采纳长度为18m和部分24m的两种钢管桩。高压线下范围内采纳2根12m的，其余部分采纳18m的。依据此桥的水深、水文、地质等相关状况，我们对各类施工方案进行

3、综合比选后认为：采纳钢管桩围堰施工方案与其它方案相比，具有工艺简洁、施工期间临时占用水面较小、平安、施工风险易于限制等诸多优势。跨旄儿港主桥采纳悬浇挂篮施工，以保证河道的正常过水和通航。大桥的引桥施工位于陆地上，施工工艺较为简洁，在此不作具体介绍。三、旄儿港大桥围堰施工进度支配 1、大桥总体工期目标为：（1）、主墩钻孔桩施工： 2023年12月25日结束；（2）、主墩承台及薄璧墩施工： 2023年7月10结束；（3）、主桥边跨合拢段施工： 2008年12月5日结束；（4）、主桥中跨合拢段施工： 2008年12月15日结束（5）、全桥施工：2023年1月25日结束 2、具体的工序进度支配 主墩钻

4、孔桩施工：2#墩、3.1日-4.20日； 1#墩、3.6日-4.25日； 钻孔平台拆除：2#墩、4.20日4.25日1#墩、4.26日4.30日 钢管桩围堰施工：2#墩、4.26日5.10日； 1#墩、5.1日5.15日 水下吸泥、砼封底：2#墩、5.11日5.20日；1#墩、5.16日5.25日 围堰支撑：2#墩、5.21日5.31日； 1#墩、5.26日6.10日 桩头破除、桩基检测：2#墩、6.1日6.5日；1#墩、6.10日6.15日 承台施工：2#墩、6.6日6.20日； 1#墩、6.16日6.30日 主墩墩身施工：2#墩、6.15日6.25日； 1#墩、6.25日7.10日 主墩围

5、堰拆除：2#墩、7.10日7.25日； 1#墩、7.25日8.15日四、钻孔平台施工水中钻孔灌注桩采纳搭设水中固定平台施工方案，平台与岸边通过栈桥连接，最终类似于陆上钻孔作业。1、水中钻孔平台及栈桥施工：(1)、栈桥基础采纳600mm钢管桩，入土深度限制在4-6m，视栈桥位置地质状况而定。上部采纳贝雷梁、工字钢及方木组合，顶面铺设钢板。依据现场调查和施工要求，栈桥设置为1跨18m,桥面宽度8m。(2)、水中钻孔平台采纳600mm钢管桩、入土深度同样限制在4-6m。钢管桩利用振动锤打桩，结束后，在每个管桩顶横放（方向顺主桥方向）双排I36工字钢或I40工字钢，上层放置贝雷梁。再利用角钢、U形卡等

6、将贝雷梁与横梁工字钢、钢管桩连成一个整体。贝雷梁顶层铺设I25工字钢、最终在工字钢上铺设钢板、及焊接施工栏杆等，形成一个大的施工平台。此后便可利用吊车协作振动锤在平台上进行桩基的护筒埋设，进行钻孔作业。1.5m钻孔灌注桩采纳2.0m钢护筒，利用振动锤完成护筒的埋设、拔除工作。桩基钢筋笼可在岸上钢筋加工厂加工制作完成后，运至平台上，利用平台上的吊车，下放钢筋笼。待主桥全部钻孔桩完成后，即可拆除固定平台，保留栈桥，施工钢管桩围堰。2、单根钢管桩单桩承载力计算a、计算条件b、选用的钢管桩为=600mm，壁厚=8mm的敞口钢管桩，钢管桩材质为A3钢。c、考虑到旄儿港为通航通道，河床底部淤泥层较深，钢管

7、桩打入土层的深度按h=4 m来限制。d、计算过程e、依据人民交通出版社出版的高等学校教材基础工程中有关桩基计算的公式来进行验算。f、钢管桩因考虑到桩底闭塞效应及挤土效应的特点，按单桩轴向承载力计算公式计算。g、单桩轴向承载力Pj的计算公式为Pj=s UiLi+PAR （1-1）公式中：当和hb/ds5时 P=0.16hb/dss （1-2） 当和hb/ds5时 P=0.8s （1-3） Pj 钢管桩单桩轴向极限承载力 P 桩底闭塞效应系数，对于闭口钢管桩P =1,对于敞口钢管桩，P值参考公式（1-2）、（1-3）进行取值 s 侧阻挤土效应系数，对于闭口钢管桩s =1,对于敞口钢管桩，s值参考教

8、材中的取值，钢管桩内直径=600mm，取s=1 hb 桩底端进入持力层的深度（m） 取hb=4 m ds 钢管桩内直径（m） 内直径=0.6m A 桩底投影面积（） A= r2=0.283 U 桩的周长（m） U =2 r=1.885 m R 桩底处土的极限承载力（kPa） 本次计算取R=100 kPa Li 桩在承台底面或最大冲刷线以下的第i层土层中的长度（m） 本次计算，取Li=3 m i 与Li相对应的各土层与桩侧的极限摩阻力（kPa）。本次计算中，通过参考地质资料及相关的数据，保守计算，取i=25 kPa 计算： 因 hb/ds =4/0.6=6.67，所以取P=0.8s=0.81=0

9、.8 将上述各项参数代入公式可以计算得出：Pj=sUiLi+PAR =11.885 m3 m 25 kPa+0.80.283100 kPa =11.885325103 N+0.80.28390103 N =161.7103N =161KN16吨在搭设水中平台时，每个平台打设28根钢管桩，理论合计平台承载力为：P=161KN28=4508KN450吨。承载力满意施工要求。五、钢管桩围堰的设计与施工：水下承台、墩柱（身）采纳钢管桩围堰施工方案。围堰尺寸定为：单个主墩为13m28m，钢管桩选用德国拉森型，7#墩采纳长度为18m的钢管桩，8#墩采纳长度为18m和部分24m的钢管桩。1、桥梁桩基、承台的

10、相关参数：1#和2#墩共计设计有36根直径为1.5m、桩长为75 m的钻孔灌注桩。桩基标高参数为：1#主墩桩顶-9.263m、桩底-84.263m，2#主墩桩顶-9.303m、-84.303m。1#和2#墩设计承台4个、每个承台基础为9根桩。 左右幅承台尺寸为均为10.3m10.3m2.8m。承台底面高程依次为：1#墩承台顶标高-6.463m 、承台底标高-9.263m；2#墩承台顶标高-6.503m 、承台底标高-9.303m。07年8月份实测水位标高为+2.165m，河床实测水深约为8.0m。08年3月份实测水位标高为+1.4m，河床实测水深约为7.5m，推想主墩位置处河床底标高约为-6.

11、0m左右。 2、地质资料状况介绍 依据设计院供应的地质资料，结合主桥钻孔桩施工的钻进记录状况，桥位旁边靠7#墩一侧，自上而下为亚粘土层（-0.2m62.2m），粉细砂层（-62.2m69.6m）。靠8#墩旁边的依次为淤泥、亚粘土（-3.1m6.7m）、粉砂（-6.7m17.4m）、亚粘土（-17.4m19.8m）、亚砂土（-19.8m28.5m）、亚粘土（-28.5m61.4m）及粉细纱层（-61.4m74.4m）等。3、水文资料：设计最高通航水位为+2.66m，最低通航水位为+0.69m，07年8月份实测水位为+2.1m。施工常水位按+2.1m，最高水位按+2.6m考虑。水的正常流速按1.0

12、m/s考虑。 4、钢管桩围堰简介。 依据河床地质和水文状况及施工要求，初步确定围堰尺寸为13m28m。7#墩采纳长度为18m的钢管桩，2#墩采纳长度为18m和部分24m的钢管桩。钢管桩为宽0.4m的拉森IV型。钢管桩顶标高为+3.0m，底低标高为-15m。1#墩钢管桩入土部分为亚粘土层，2#墩钢管桩入土部分为粉细纱砂层。其内支撑1#墩和2#墩均设置4道（详见另附图），第1层围囹斜撑均采纳2I40aH型钢，第2、3、4层围囹均采纳2I50a工字钢，斜撑均采纳钢管支撑，节点采纳焊接（施工中严格执行钢结构施工规范）。5、钢管桩的设计因1#墩和2墩围堰尺寸相同，钢管桩顶标高一样，承台标高相差仅4cm，

13、而内支撑材料形式一样，受力状况基本一样，由于2#墩地质为粉细纱，极易发生管涌，由于均采纳封底，故可只分析验算其中受力困难的2#墩围堰受力状况即可。（1）、平面几何尺寸的确定主墩承台的几何尺寸为10.3m10.3m，左右幅承台间距为3.2m，考虑到施工须要，主要体现在围堰打设便利、承台模板安装的作业空间，以及施工期间围堰内的抽水、集水井设置等因素，最终确定围堰的打设平面几何尺寸为13m28m。这样，围堰距离承台砼边的距离为1.5m，满意施工须要。（2）、钢管桩长度、入土深度确定依据xx现场的施工条件，结合水深、水流速度、桥位处地质状况、钢管桩的施工工艺等因素综合考虑、1#墩采纳长度为18m的钢管

14、桩，2#墩采纳长度为18m和部分24m的钢管桩。钢管桩顶标高为+3.0m，底低标高为-15m。6、钢管桩围堰的计算及验算为确保大桥主墩钢管桩围堰的平安，在围堰设计时，采纳不同的方法对围堰的稳定性、平安性进行验算，确保施工过程平安。第一种方法，建立近似的计算模型，采纳计算机程序进行计算。（见施组）2#主墩钢管桩围堰受力计算，具体的计算过程附后。其次种方法，采纳传统的手工计算方式，通过参考相关的专业书籍、规范、及计算手册，通过计算，来确定围堰的稳定性、平安性，是否满意施工需求。钢管桩围堰的稳定性验算（1）、计算工况选定通过分析施工过程的工艺流程，结合理论学问，可以确定2号主墩的最不利状况下的工作状

15、况为，水下吸泥工序已经完成，还未进行封底砼的施工。此时，围堰内的土面比围堰外河床面要低4.8m，土压力达到最大，易失稳。（2）、计算的理论依据及计算模型取1延米长的钢管桩为计算单元体，按板桩墙计算。通过参考相关计算手册、专业理论教材，确定按悬臂板桩的土压力计算模型来模拟计算，土压力理论采纳朗金土压力。计算时，考虑到此时围堰的第1、2到围檩已经安装，对围堰的平安性有帮助，但在计算过程中，不参加计算，相对保险系数加大。按悬臂板桩的土压力计算公式来计算钢管桩的最小入土深度及围堰的受力状况、稳定性等。粘性土：主动土压力：Ea= zm2 -2cm被动土压力：Ep= z +2c 公式中： 土的自重（KN/

16、m3 ） C 土的粘聚力（kPa ） 土的内摩擦角 Z 计算点距离土面的距离（m）5（3）、计算参数的确定依据设计图纸供应的地质资料得知、主墩旁边的具体地质参数取定如下：粘性土：自重=19kN/m、内摩擦角=30、粘聚力C=11kPa砂性土：自重=19kN/m、内摩擦角=24、粘聚力C=4kPa依据朗金土压力理论，查相关计算手册及通过公式计算可得：粘性土: =19kN/m、内摩擦角=30、粘聚力C=11kPa主动土压力相关系数：m= = 0.577，m2 = 0.333被动土压力相关系数： = = 1.732， = 3.000砂性土: =19kN/m、内摩擦角=24、粘聚力C=4kPa主动土压

17、力相关系数：m= = 0.649，m2 = 0.422被动土压力相关系数： = = 1.540， = 2.371xx的正常水流速度v=1 m/s，河水的深度按8m计算2#墩承台底标高-9.303m，封底砼厚度取1.5 m计算，则封底砼的底标高为-10.8m。钢管桩长度为18m，顶标高为+3.0m，底低标高为-15m，主墩位置处河床底标高约为-6.0m左右，推算出围堰内外侧基坑高差为4.8m。第2到围檩距离河床底的距离为5.0m，钢管桩封底砼底有效入土深度4.2m（4）、计算受力模型及工况示意图 外侧水及主动土压力 内侧静水及被动土压力（5）、计算过程第一种状况： 按土质为粘性土，=19kN/m

18、、内摩擦角=30、粘聚力C=11kPa、桩长采纳长度为18m来计算围堰的稳定性。、 围堰外迎水面钢管桩水压力计算 P1= Wh P 每延米板桩壁河床处水的压强（kpa）。 W水的密度。 P1= Wh=108= 80kpa。h 水深（m） 迎水面钢管桩水压力合力Ea1 Ea1 = P1h Ea1 = 80 8 m=320KN 相对于第2道围檩的力臂L1 =5-（ 8）=2.333 m、围堰外侧钢管桩桩尖标高至河床顶9m厚主动土压力合力Ea2依据朗金土压力计算公式：同时考虑到8m水深在自身压力作用下对土体的压力，相当于在河床顶部的土体上外作用一个均布荷载q=h=80kpa, 因顶部承受水的压力，上

19、部土体将出现部分拉应力区,顶部土体的主动土压力为Pa 2则Pa 2=qm2-2cm=（q+h ）m2-2cm=（80+09）0.333-2110.577 =13.946 kpa钢管桩桩尖标处9m厚主动土压力Pa 3Pa 3=（q+h ）m2-2cm =（80+199）0.333-2110.577=70.889 kpa钢管桩桩尖标处9m厚主动土压力合力Ea2 Ea2 = (Pa 2+ Pa 3)h = (13.946 kpa+70.889 kpa)9=381.756 kN Ea2作用点距离土层底的距离 为1/3土层厚相对于第2道围檩的力臂L2=5+（9- 9）=11m、围堰内水面钢管桩静水压力计

20、算 P1/= Wh P1/= Wh=10 （8+4.8）= 128kpa。 围堰内钢管桩静水压力合力Ea1 Eb1 = P1/h1/ Eb1= 128 12.8 m=819.2KN Eb1作用点距离水面以下2/3水，则有合力点相对于第2道围檩的力臂L2/ L1/ =5+（4.8-1/3 12.8）=5.533 m、钢管桩有效入土深度4.2m厚被动土压力合力Eb2依据朗金被动土压力公式得：承受水的压力，上部土体在水压作用下得顶部被动土压力为Pb2/Pb2/=h +2c =（q+h ） +2c =（128+0 4.2） .0+2 11 1.732 =422.104 kpah2/ =4.2m厚土层地

21、的主动土压力Pb3/Pb3/=h2/ +2c =（q+h2/ ） +2c =（128+19 4.2） .0+2 11 1.732 =661.504 kpa被动土压力合力Eb2 = (Pb2/+ Pb3/) h2/ Eb2 =0.5 （422.104 kpa+661.504 kpa） 4.2=2275.577 KNEb2作用点距离土层底的距离 为1/3土层厚, 则有合力点相对于第2道围檩的力臂L3/L2/=5+4.8+（4.2-1/3 4.2）=12.6 m（6）、围堰整体稳定性验算： 、 在保持围堰内外侧水头差一样时，对第2道围檩支撑处取力矩来推断稳定性。 、围堰外侧水及主动土压力的倾覆合力矩

22、为 = MC1+ MC2 = Eb1 L1+ Eb2 L2=320KN 2.333 m+381.756 kN 11 m=4945.876 KN、围堰外侧水及主动土压力的抗倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1 L1/+ Eb2 L2/=819.2KN 5.533 m +2275.577 KN 12.6 m=33204.904KN 平安系数K=33204.9044945.876 =6.7142。通过验算，钢管桩封底砼底有效入土深度4.2m，平安。依据上面的计算方法，考虑到地质状况的困难性，针对不同的桩长和地质参数，得出不得同的计算结果来加以进行对比，主要体现在平安系数上的比较。其次种状况

23、： 按土质为砂性土，=19kN/m、内摩擦角=24、粘聚力C=4kPa、桩长仍采纳长度为18m来计算围堰的稳定性。主动土压力相关系数：m= = 0.649，m2 = 0.422被动土压力相关系数： = = 1.540， = 2.371、围堰外侧钢管桩桩尖标高至河床顶9m厚主动土压力合力Ea1，上部土体将出现部分拉应力区,顶部土体的主动土压力为Pa1则Pa 1=qm2-2cm=（q+h ）m2-2cm=（80+09）0.422-240.649 =28.568kpa、钢管桩桩尖标处9m厚主动土压力Pa 1Pa2=（q+h ）m2-2cm =（80+199）0.422-240.649=100.73

24、kpa钢管桩桩尖标处9m厚主动土压力合力Ea2 Ea1 = (Pa1+ Pa 2)h = (28.568 kpa+100.73 kpa)9=581.841 kN Ea2作用点距离第2道围檩的力臂L2=5+（9- 9）=11m、围堰内水面钢管桩静水压力 P1/= Wh= 128kpa。 围堰内钢管桩静水压力合力Eb1= P1/h1/=819.2KN Eb1作用点距第2道围檩的力臂L2/ =5+（4.8-1/3 12.8）=5.533 m 、钢管桩有效入土深度4.2m厚被动土压力合力Eb2上部土体在水压作用下得顶部被动土压力为Pb4/Pb4/=h +2c =（q+h ） +2c =（128+0 4

25、.2） +2 4 1.54 =315.808 kpah2/ =4.2m厚土层地的主动土压力Pb5/Pb5/=h2/ +2c =（q+h2/ ） +2c =（128+19 4.2） +2 4 1.54 =505.014kpa被动土压力合力Eb2 = (Pb2/+ Pb3/) h2/ Eb2 =0.5 （315.808 kpa+505.014 kpa） 4.2=1723.726 KNEb2作用点距离第2道围檩的力臂L3/=5+4.8+（4.2-1/3 4.2）=12.6 m（6）、围堰整体稳定性验算：围堰外侧水及主动土压力的倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1 L1+ Eb2 L2=32

26、0KN 2.333 m+581.841 kN 11 m=7146.811 KN围堰外侧水及主动土压力的抗倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1 L1/+ Eb2 L2/=819.2KN 5.533 m +1723.726 KN 12.6 m=26251.581KN 平安系数K=26251.5817146.811 =3.6732。平安第三种状况： 按土质为粘性土，=19kN/m、内摩擦角=30、粘聚力C=11kPa、桩长采纳长度为24m来计算围堰的稳定性。、Pa 4=qm2-2cm=（q+h ）m2-2cm=（80+09）0.333-2110.577 =13.946kpa、钢管桩桩尖标处

27、15m厚主动土压力Pa 5Pa 5=（q+h ）m2-2cm =（80+1915）0.333-2110.577=108.851 kpa钢管桩桩尖标处9m厚主动土压力合力Ea2 Ea2 = (Pa 2+ Pa 3)h = (13.946 kpa+108.851 kpa)15=920.978 kN Ea2作用点距离第2道围檩的力臂L2=5+（15- 15）=15m、围堰内水面钢管桩静水压力 P4/= Wh= 128kpa。 围堰内钢管桩静水压力合力Ea4 = P1/h1/=819.2KN Eb1作用点距第2道围檩的力臂L2/ =5+（4.8-1/3 12.8）=5.533 m 、钢管桩有效入土深度

28、10.2m厚被动土压力合力Eb4上部土体在水压作用下得顶部被动土压力为Pb4/Pb4/=h +2c =（q+h ） +2c =（128+0 10.2） +2 11 1.732 =422.104 kpah2/ =10.2m厚土层地的主动土压力Pb3/Pb3/=h2/ +2c =（q+h2/ ） +2c =（128+19 10.2） +2 11 1.732 =1003.504kpa被动土压力合力Eb2 = (Pb2/+ Pb3/) h2/ Eb2 =0.5 （422.104 kpa+1003.504 kpa） 10.2=7270.601 KNEb2作用点距离第2道围檩的力臂L3/=5+4.8+（1

29、0.2-1/3 10.2）=16.6 m围堰外侧水及主动土压力的倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1 L1+ Eb2 L2=320KN 2.333 m+920.978 kN 15 m=14561.23 KN围堰外侧水及主动土压力的抗倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1 L1/+ Eb2 L2/=819.2KN 5.533 m +7270.601 KN 16.6 m=125224.610KN 平安系数K=125224.61014561.23 =8.6072。平安第四种状况： 按土质为砂性土，=19kN/m、内摩擦角=24、粘聚力C=4kPa、桩长采纳长度为24m来计算围堰的稳

30、定性。、围堰外侧钢管桩桩尖标高至河床顶15m厚主动土压力合力Ea4，上部土体将出现部分拉应力区,顶部土体的主动土压力为Pa4则Pa 4=qm2-2cm=（q+h ）m2-2cm=（80+015）0.422-240.649 =28.568kpa、钢管桩桩尖标处9m厚主动土压力Pa 5Pa 5=（q+h ）m2-2cm =（80+1915）0.422-240.649=148.838 kpa钢管桩桩尖标处9m厚主动土压力合力Ea2 Ea2 = (Pa 2+ Pa 3)h = (28.568 kpa+148.838 kpa)15=1330.545 kN Ea2作用点距离第2道围檩的力臂L2=5+（15

31、- 15）=15m、围堰内水面钢管桩静水压力 P4/= Wh= 128kpa。 围堰内钢管桩静水压力合力Ea4 = P1/h1/=819.2KN Eb1作用点距第2道围檩的力臂L2/ =5+（4.8-1/3 12.8）=5.533 m 、钢管桩有效入土深度10.2m厚被动土压力合力Eb4上部土体在水压作用下得顶部被动土压力为Pb4/Pb4/=h +2c =（q+h ） +2c =（128+0 10.2） +2 4 1.54 =315.808 kpah2/ =10.2m厚土层地的主动土压力Pb3/Pb3/=h2/ +2c =（q+h2/ ） +2c =（128+19 10.2） +2 4 1.5

32、4 =775.308kpa被动土压力合力Eb2 = (Pb2/+ Pb3/) h2/ Eb2 =0.5（315.808 kpa+775.308 kpa）10.2=5564.691 KNEb2作用点距离第2道围檩的力臂L3/=5+4.8+（10.2-1/310.2）=16.6 m（6）、围堰整体稳定性验算：围堰外侧水及主动土压力的倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1L1+ Eb2L2=320KN2.333 m+1330.545 kN15 m=20704.735KN围堰外侧水及主动土压力的抗倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1L1/+ Eb2L2/=819.2KN 5.533

33、m +5564.691 KN16.6 m=96906.504KN 平安系数K=96906.50420704.735 =4.682。平安各种地质、桩长状况下平安系数对比表桩长18m第1种状况第2种状况桩长24m第3种状况第4种状况粘性土砂性土粘性土砂性土=19kN/m=19kN/m=19kN/m=19kN/m=30=24=30=24C=11kPaC=4kPaC=11kPaC=4kPa封底砼1.5m封底砼1.5m封底砼1.5m封底砼1.5m围堰整体稳定性平安系数K=6.72围堰整体稳定性平安系数K=3.67围堰整体稳定性平安系数K=8.60围堰整体稳定性平安系数K=4.68依据内支撑得安装依次，安

34、装第2道内支撑时，需对围堰内抽水，但第2道支撑安装完毕后，将水回灌，以保持围堰内外得水头一样。此工序完成后，方可进行下步的水下吸泥、封底砼的施工。当内外水头差3m时，对此工况加以验算，以确定围堰是否平安。当内外水头差3m时：（按最不利的砂性土来计算）围堰内水面钢管桩静水压力计算 P1/= Wh P1/= Wh=10 （5+4.8）= 98kpa 围堰内钢管桩静水压力合力Ea1 Eb1 = P1/h1/ Eb1= 98 9.8 m=480.2KN Eb1作用点距离水面以下2/3水，则有合力点相对于第2道围檩的力臂L2/ L1/ =5+（4.8-1/3 9.8）=6.533 m钢管桩有效入土深度4

35、.2m厚被动土压力合力Eb2承受水的压力，上部土体在水压作用下得顶部被动土压力为Pb2/Pb2/=h +2c =（q+h ） +2c =（98+0 4.2） +2 4 1.540 =244.678 kpah2/ =4.2m厚土层地的主动土压力Pb3/Pb3/=h2/ +2c =（q+h2/ ） +2c =（98+19 4.2） +2 4 1.540 =433.884 kpa被动土压力合力Eb2 = (Pb2/+ Pb3/) h2/ Eb2 =0.5 （480.2 kpa+433.884kpa） 4.2=1919.576 KNEb2作用点距离第2道围檩的力臂L3/ L2/=5+4.8+（4.2-

36、1/3 4.2）=12.6 m围堰外侧水及主动土压力的倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1 L1+ Eb2 L2 =320KN 2.333 m+381.756 kN 11 m =4945.876 KN围堰外侧水及主动土压力的抗倾覆合力矩为 = MC1+ MC2 = Eb1 L1/+ Eb2 L2/=480.2KN 6.533 m +1919.576KN 12.6 m=27323.804KN 平安系数K=27323.8044945.876 =5.5252。经计算，在安装第2到内支撑时，即围堰内抽干3m深的水后，在最不利的砂性土状况下，采纳18m的钢管桩，此工况下围堰的稳定平安系数为K=

37、5.525。此工况平安，18m的钢管桩满意要求。通过对各种地质状况下、采纳不同桩长的围堰稳定性分析和计算，项目部认为采纳18 m的钢管桩打设xx大桥的主墩水中围堰，是可行的，满意施工及平安要求。（7）、围堰封底砼厚度验算将围堰看作近似密封体，在抽干围堰内水时，则有整个围堰将在水的浮压力作用下，有可能封底砼连同钢管桩向上位移，出现失稳现象。因此，以来计算围堰的抗浮稳定性。围堰封底厚度取1.5m，采纳近似计算的方法来验算。、封底砼自重G1=v=2.45 10 13m 28mx1.5m=13377KN、封底砼与钻孔桩之间的摩擦力F1计算 取砼与钻孔桩之间的摩擦应力K1=180Kpa砼与钻孔桩之间的接

38、触面积S1： S1=2 r h 18=2 0.75m 1.5 =127.235m2 摩擦力F1= S1 K=180 Kpa 127.235m2 =22902 KN、钢管桩迎水面与围堰外侧9m厚土体之间的摩擦力F2取钢管桩与土体之间的摩擦应力K2=25Kpa钢管桩与9m厚土体之间的接触面积S2 S2=(13+28) 2 9=738m2摩擦力F2= S2 K2=25 Kpa 738m2 =18450 KN、钢管桩和围堰内支撑等材料自重：F3拉森钢管桩每延米自重：57kg/m,单个围堰总延米数为了L L=（13+28） 2）/0.4） 18=3690m总自重G2=3690 0.059 =2177 K

39、N内支撑自重G3=3500 KN F3=2177 KN+3500 KN=5677 KN抗浮合力F= G1 +F1 +F2+F3 F=13377KN+22902KN+18450 KN+5677 KN =60406KN、整个围堰总体所受的向上的水的浮力F/ F/=vg =1.0 13m 28 （8+4.8+1.5） 10 =52052 KN计算可得最终浮力F/=52052 KN由计算结果可得：抗浮合力F =60406 KN 水的浮力F/=52052KN平安系数K=60406/52052=1.16，平安。将围堰看作近似密封体，则有围堰底部在水的压力作用下将上浮。实际中，钢管桩打入土体，在粘土和砂土中

40、所受的水的浮力，远达不到在近视于受纯水的浮力52052KN，事实上平安系数还比现在计算要大。故围堰封底厚度取1.5m平安。（8）、围堰内支撑受力计算内支撑的受力计算采纳电算程序计算，计算结果如下：弯矩图轴力图、内支撑抗弯计算依据钢结构设计规范GB50017-2024方法，通过输入计算参数得之：内支撑最大计算弯矩：396.8kN，内支撑计算最大应力：96.9MPa查规范可得：桩身受弯设计值为：370.3kN，设计抗弯强度：210MPa内支撑状况满意平安要求（8）、钢管桩围堰施工：钢管桩围堰施工流程：测量放线清理钢管桩设置导桩框架插打定位钢管桩插打钢管桩抽水设置第1、2道内支撑水下吸泥水下砼封底等

41、砼封底强度接着抽水设置第3、4道内支撑堵漏承台和墩身施工拆除内支撑拔除钢管桩。完成设备进场，检查振动锤。振动锤是打拔钢管桩的关键设备，在打拔前肯定要进行特地检查，确保线路畅通，功能正常。、钢管桩的整理钢管桩船运到场后，用一块长1.52.0m类型规格均相同、锁口标准的钢管桩对全部同类型的钢管桩做锁口通过检查，检查用卷扬机拉动标准钢管桩平车，从桩头至桩尾进行。若发觉钢管桩有弯曲、破损、锁口不合的均须要修整，桩身扭曲及弯曲用油压千斤顶顶压校正。在施打钢管桩前，在顶层内导环上用红线划分桩位，为不使钢管桩在插打和搬运过程中弄错依次，依据锁口套联状况，将钢管桩分为甲、乙两组，再用红线标出。钢管桩两侧锁口均

42、在插打前涂满黄油以削减插打时的摩阻力，同时在不插套的锁口下端打入硬木楔，防止沉入时泥砂堵塞锁口，钢管桩插打时发生跑位现象。夹板在板桩插打过程中逐副拆除。 钢管桩的打算工作完成以后，从运输船上用25t汽吊转运上钻孔平台，按插桩依次堆码。堆码层数最多不超过四层，每层用垫木搁置，垫木高差不得大于10mm，上、下层垫木中线应在同一垂直线上，允许偏差不得大于20mm。、导桩打设导桩选用60cm、壁厚8mm的钢管桩，长度拟为12m，钢管采纳打桩船配D90振动锤沉设，原钻孔平台的钢管桩作为部分导向桩。、安装导梁在导桩上焊接210水平支撑，各水平支撑的顶标高相同，标高值初定为+3.0m。在水平撑上安装导梁，导

43、梁选用边线顺直的钢管桩。安装及调整导梁的轴线及内边净距，将导梁与水平支撑临时焊接固定。、插打第一根边桩施工时可选岸侧水浅、流速小的地方起先，第一根边桩的定位及双向垂直度是限制钢管桩围堰位置及后期钢管桩施工的关键，施工时须从严限制。精确测设第一根边桩的方位，以此指挥打桩履带吊车的移位，定位后，打桩锤的锤心必需与第一根桩的中心重合。起吊钢管桩呈垂直状态下完成插桩，考虑到水流的影响，第一根桩插设时需留置肯定的预留量。插桩稳定后，精确复测桩的位置与双向垂直度，不符合要求时需重新插桩，直至合格为止。第一根桩插桩稳定后，用挡块等顶塞调整后的空隙使钢桩稳固，间歇启动振动锤，对第一根桩实施小位移量沉设，并跟踪

44、复核桩体的垂直度，直至桩体下沉入土超过3m后，方可连续沉设至设定的桩顶+3.0m的标高。、其它钢管桩的插打顺着事先固定好的导梁依次插打其它钢管桩，钢管桩顺前一根钢管桩的锁口插入，插桩到位后加塞固定，启动振动锤分次沉设至设计标高。钢管桩吊起后用人工扶持顺着前一块的锁口下插，当下插困难时，可采纳强迫插桩法，即桩吊起插入锁口后快速放松桩绳，借桩自重急下插入。项目部采纳带有液压夹桩装置的D90振拔锤，能与钢桩作钢性联接，可克服对桩的摩阻力，下沉较快且桩尖不致上卷，提高钢管桩的防水性能和完好率。钢管桩沉设时，采纳全站仪跟踪测量，随时检查钢管桩的偏位状况，当钢管桩发生偏斜时刚好用倒链校正，以利刚好纠偏，当

45、偏斜过大不能用拉挤的方法调整时，应拔起重插。钢管桩插打过程中，可能遇到另外的问题有共连、扭转及水平伸长等，在此将相应的预防措施及处理方法列举如下表：常 见 问 题预 防 及 纠 正 措 施共连（施打时和已打入的邻桩一起下沉）发生桩体倾斜刚好订正，先预留50cm，合拢后再打至设计标高。桩体扭转安装好桩帽，尽量保证桩体全截面受力匀称；将两块板桩锁口搭扣两边固定牢靠。水平伸长（沿打桩行进方向长度增加）不行能避开；施打时提前考虑伸长值，在轴线修正时订正。、钢管桩的合拢钢管桩围堰在合拢时，两侧锁口很难保证在一条直线上。此时实行的措施为：在钢管桩合拢而剩下几组还未插打时，提前考虑合拢状况，可将围堰短边的钢

46、管桩全部插入导梁内，然后再逐次打设钢桩，由于水流影响或其它缘由，实行上述措施仍无法合拢时，可以依据实际须要制作异形钢管桩进行合拢。、钢管桩围堰的内支撑设置阅历算，主墩承台的钢管桩围堰共需设置4道水平内支撑，内支撑的设计标高及运用材料见附件。内支撑的设置时间4道内支撑依据施工受力验算的须要，分4次进行设置：a、顶层内支撑钢管桩围堰合龙后，马上予以设置，以提高钢管桩围堰在抽水过程中的整体受力效应。第2层内支撑钢管桩围堰内抽水时，板桩须承受较大的内、外侧压力差，为确保施工平安，利用顶层内支撑的支撑，围堰内进行抽水至第2层内支撑标高，待第2层内支撑设置完毕后，围堰内接着抽水。第3层内支撑当抽水至第3层

47、支撑标高后，同时，水下封底砼达到设计强度后，设置第3层支撑。待第3层内支撑设置完毕后，才可以接着抽水至围堰底标高。第4层内支撑当抽水至最终第4层支撑标高后，即承台顶部时，设置第4层道支撑。待第4层内支撑设置完毕后，方可进行下道工序的施工。内支撑的设置方法围堰内抽水（抽水时要随时进行堵漏）至该层内支撑的设计标高下50cm处，维持围堰内的水面标高，焊接牛腿、安装围囹进行该层内支撑的设置。a、先在钢管桩围堰内壁按测定的标高焊接内支撑圈梁的三角支撑，三角支撑采纳10#槽钢制作，支撑顶面标高相同。b、起吊并水平安放由双拼50#工字钢焊接而成的圈梁，并连接固定，圈梁与板桩之间的空隙可用铁块或硬木予以垫塞。

48、c、吊车协作人工安装水平支撑，将水平支撑与圈梁焊接固定，以形成平面桁架结构。、围堰内除土钢围堰内基础开挖，拟采纳水下吸泥。钢管桩插打完成后，安装完第1、2道内支撑后。起先前吸泥前，先清理围堰中钻孔灌注桩施工时地遗留物。本围堰清基拟采纳水下吸泥机进行，吸泥机开动时留意围堰内外水头保持平衡，靠近钢管桩和灌注桩旁边的泥较难吸出，可由潜水员用高压水枪冲刷，吸泥至承台底下1.5米处。围堰内经过吸泥整平后进行测量，基底标高要符合设计要求，局部凹凸允许误差为30cm，围堰壁和灌注桩壁不能有淤泥。为了防止污染水体，吸出的泥浆，通过泥浆泵运至指定地方处理。、围堰封底由于基底土层较软，为了防止抽水后，钢管桩围堰向

49、内滑移，同时为了防止抽水后，基底发生隆起，须进行水下砼封底。按设计要求进行封底砼浇筑。浇筑封底砼前，检察内支撑的状况。混凝土协作比：本工程围堰封底混凝土的设计强度等级为C20，混凝土到现场的坍落度不小于22cm，初凝时间不小于30小时。依据这三项基本指标，通过多组试验，选择满意要求的协作比。混凝土供应：封底混凝土需连续施工，单个围堰封底混凝土方量约580m3，要确保在混凝土初凝前浇筑完成。施工前，砼拌合站备足材料，检查好混泥土泵车和运输车辆，同时还须要有备用车辆。浇筑平台：利用钻孔灌注桩施工平台的钢管桩，横桥向搭设两路贝雷。纵桥再搭设贝雷梁作为漏斗承重梁。漏斗安装在平台上，导管须要转移位置时，

50、利用浮吊整体起吊安装制定位置。浇筑平台见附图。导管的布置：围堰基坑长28米，宽32米。按每根导管限制的半径为3.5m计算，沿宽度方向布置2根导管，由于采纳汽车泵，将不设大储料斗，每根导管配一个料斗，料斗的容量需满意首灌混凝土数量要求，首灌要求导管埋深不小于65cm，通过计算，首灌量依据计算不少于11m3。混凝土浇筑：由于封底厚度较小，只有1.5m，因此采纳全高度斜截面，从围堰的上游向下游推动浇筑。当导管埋深不足65cm时，应刚好补灌。相邻的导管进行了首灌前，进行了深度测量，使导管口至河床距离不小于20cm，假如小于20cm，将导管提高。漏斗依据编好的依次进行了开盘，浇筑时刚好测量混凝土面的高度

51、改变，依据断面图，对灌注的位置和方量刚好调整。封底混凝土高程限制：测点布置保证每根导管、灌注桩和围堰壁能精确测量动态标高。测锤采纳钢板焊接成三角锥形，测绳在运用前在水中浸泡24小时，校核其长度。混凝土浇筑前，沿测点逐点测量初始深度，并在固定位置做出标记，测出平台高程，作为限制封底混凝土高程的依据。为了加强封底混凝土高程的限制，每30min对各测点进行监控测量，将各测点数值在相应的施工限制断面图中反映，以较全面驾驭浇筑状况。水下混凝土养护：在混凝土养护期间保证围堰内外的水头高度一样。自然养护时间不少于7天。等待砼达到设计强度的90%以上后，再抽水进行第3、4道内支撑的施工。围堰内封底砼浇筑完毕，

52、围堰内支撑设置完，抽干水后，即可进行桩头的破除、检测。桩检合格后，找平承台地面，就可进行承台的施工。（9）、围堰抽水堵漏钢管桩围堰抽水，为确保围囹受力匀称，应将钢管桩与围囹之间缝隙用硬木楔等塞紧。用3-4台4-6寸水泵抽水，在抽水过程中，应刚好用过筛炉渣、木屑、粘土（按比例1:1:1）拌合物进行堵漏，漏缝较深时，将炉渣拌合物装入袋内，到水下适当深度处倒炉渣堵漏。（10）、质量限制及留意事项1、在拼接钢管桩时，两端钢管桩要对正顶紧夹持于坚固的夹具内施焊，要求两钢管桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，运用新钢管桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并具体丈量尺寸，检验是否符

53、合要求。2、对组拼的钢管桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢管桩组上下一样，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。3、为保证插桩顺当合拢，要求桩身垂直，并且围堰周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢管桩设固定于围堰支撑上的导向钢管桩，顺导向钢管桩下插，使第一组钢管桩桩身垂直，由于钢管桩桩组上下宽度不完全一样，锁口间隙也不完全一样，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发觉倾斜，刚好调整，使每组钢管桩在顺围堰周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5。4、在运用拼接接长的钢管桩时，钢管桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组

54、拼钢管桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺当堆码，插桩时按规定的依次吊插。5、在进行钢管桩的插打时，当钢管桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将全部的桩打入约一半深度后，再其次次打到要求的深度。6、打桩时必需在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。7、同一围堰的钢管桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出访用钢管桩的数量，以确保够用；8、剔除锁口裂开、扭曲、变形的钢管桩；9、剔除钢管桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；10、在接长焊接时，相邻焊缝高度差不得小于1m.平安措施为确保施工中的平安，在进行钢管桩围堰施工时，必需将平安工作放在首位，预防为主。1、对操作人员进行平安思想教化，提高平安意识，实行持证上岗制度，不经培训或无证者，不得进行上岗操作。2、设专人负责日常检查和养护工作，在施工过程中设专人指挥，避开人多时乱指挥，出现平安事故。3、拔桩时要先振动1 2分钟，再渐渐启动振动桩锤拔桩。在有松动后再边震边拔，防止蛮干。4、对全部滑轮和钢丝绳每天进行检查，特殊是要留意滑轮的轴和钢丝绳摩损状况，危及平安的要刚好修理、更换。5、在钢管桩围堰外围靠主航道侧肯定位置需设置防撞装置，以保证船舶撞击围堰，造成平安事故。